(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動可能に設けられた像担持体と、
前記像担持体に対向して設けられた放電電極と、前記放電電極を囲むように設けられ前記像担持体に対向する領域が開口したシールド電極と、前記シールド電極の開口側において前記像担持体と前記放電電極との間に配置されたグリッド電極とを有し、前記像担持体を一様に帯電させる帯電器と、
前記像担持体上に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、
前記像担持体にトナーを供給し、前記像担持体上の前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段と、を備えた画像形成装置において、
前記像担持体の非画像形成時に、前記像担持体の表面に、前記像担持体の回動方向において前記グリッド電極の幅に対応した幅を有し前記トナーが第１のトナー付着量付着される第１のトナー付着領域と、前記像担持体の回動方向において前記第１のトナー付着領域の両側に隣接し前記トナーが第２のトナー付着量付着される第２のトナー付着領域とを形成するトナー付着領域形成手段と、
前記像担持体の回動方向における前記第１のトナー付着領域の中心位置を前記像担持体の回動方向における前記グリッド電極の中心位置に対応させるように前記像担持体を回転させる像担持体回転制御手段と、
を備え、
前記第２のトナー付着領域に付着される前記第２のトナー付着量が、前記第１のトナー付着領域に付着される前記第１のトナー付着量より少ない、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体上に残留する前記トナーを除去するクリーニング部材を更に備え、
前記像担持体回転制御手段は、前記像担持体の回動方向における前記第１のトナー付着領域の中心位置を前記像担持体の回動方向における前記グリッド電極の中心位置に対応させるように前記像担持体を回転させる際に、前記像担持体を前記像担持体の画像形成時と逆方向に回転させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１のトナー付着量と前記第２のトナー付着量とが、温度、湿度及び／又は前記帯電器の放電時間に基づいて可変されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
回動可能に設けられた像担持体と、前記像担持体に対向して設けられた放電電極と、前記放電電極を囲むように設けられ前記像担持体に対向する領域が開口したシールド電極と、前記シールド電極の開口側において前記像担持体と前記放電電極との間に配置されたグリッド電極とを有し、前記像担持体を一様に帯電させる帯電器と、前記像担持体上に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体にトナーを供給し、前記像担持体上の前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段と、を備えた画像形成装置の制御方法において、
前記像担持体の非画像形成時に、前記像担持体の表面に、前記像担持体の回動方向において前記グリッド電極の幅に対応した幅を有し前記トナーが第１のトナー付着量付着される第１のトナー付着領域と、前記像担持体の回動方向において前記第１のトナー付着領域の両側に隣接し前記トナーが第２のトナー付着量付着される第２のトナー付着領域とを形成し、
前記像担持体の回動方向における前記第１のトナー付着領域の中心位置を前記像担持体の回動方向における前記グリッド電極の中心位置に対応させるように前記像担持体を回転させ、
前記第２のトナー付着領域に付着される前記第２のトナー付着量を、前記第１のトナー付着領域に付着される前記第１のトナー付着量より少なくする、
ことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はこれらの機能を複合的に備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置として、光導電性物質を有する感光体ドラムなどの像担持体の表面を帯電器によって一様に帯電し、この帯電された像担持体の表面を露光して静電潜像を形成し、静電潜像が形成された像担持体に現像装置からトナーを供給して静電潜像を現像することにより像担持体上にトナー画像を形成し、像担持体上に形成されたトナー画像を転写ローラによって用紙などの転写体に転写する一方、トナー画像が転写体に転写された後に像担持体上に残留するトナーをクリーニング部材によって掻き取って回収する画像形成装置が知られている。
【０００３】
前記画像形成装置に用いる帯電器として、像担持体に対向して設けられた放電電極と、放電電極を囲むように設けられ像担持体に対向する領域が開口したシールド電極と、シールド電極の開口側において像担持体と放電電極との間に配置されたグリッド電極とを備えた帯電器であって、像担持体の画像形成時に、放電電極に高電圧を印加して放電電極にコロナ放電を発生させ、コロナ放電により空気中に発生したイオンをグリッド電極に電圧を印加して制御することにより、像担持体の表面を一様に帯電させる帯電器が知られている。
【０００４】
しかしながら、前記帯電器では、コロナ放電によりオゾンや窒素酸化物などの放電生成物が空気中に発生し、この空気中に発生した放電生成物が、像担持体の非画像形成時に像担持体に付着する場合がある。像担持体の表面に放電生成物が付着すると、像担持体の表面の抵抗が低下し、画像形成時に電荷に流れが生じ、像流れなどの画像ボケを発生させることとなる。このような画像ボケの発生は、高温湿環境や長期使用によってより顕著になり得る。
【０００５】
図７は、画像ボケを有するハーフトーン画像を示す図であり、有機光導電性物質からなる感光体ドラムの表面にオーバーコート皮膜を形成した感光体ドラムと、放電電極とシールド電極とグリッド電極とを有する帯電器とを備えた画像形成装置を用いて、高温・高湿環境において４０時間以上帯電を繰り返した後に２４時間放置し、その後に６００ｄｐｉ解像度にてハーフトーン画像を出力した図である。
【０００６】
図７に示すように、ハーフトーン画像を出力した用紙Ｓには、現像されずに白く抜けた部分Ｐが形成され、画像ボケが発生していた。また、この白く抜けた部分Ｐは、帯電器のグリッド電極に対向した位置で形成され、感光体ドラムの回転方向においてグリッド電極の幅に略等しい幅Ｌを有していることが分かった。
【０００７】
これに対し、画像ボケの発生を抑制するものとして、ファンを用いて空気中に発生した放電生成物を吸引するようにした画像形成装置が知られている。図８は、放電生成物を吸引するためのファンを備えた帯電器を示す図である。図８に示す帯電器５１は、感光体ドラム５０に対向して設けられ、感光体ドラム５０に対向して設けられた鋸歯状の放電電極５２と、放電電極５２を囲むように設けられ感光体ドラム５０に対向する領域が開口した箱状のシールド電極５３と、放電電極５２と感光体ドラム５０との間に配置されたグリッド状のグリッド電極５４とを有している。この帯電器５１の後方側には、具体的には帯電器５１の上方側には、シールド電極５３に設けられる開口部（不図示）と連通されるダクト５５が形成され、このダクト５５にはファン５６が設けられている。
【０００８】
このようなファン５６を備えた帯電器５１を有する画像形成装置では、帯電器５１においてコロナ放電を発生させて感光体５０を一様に帯電させる際に、空気中に発生する放電生成物を、ファン５６を作動させてシールド電極５３内からダクト５５を通じて吸引することができ、感光体５０に放電生成物が付着することを抑制することが可能である。
【０００９】
また、画像ボケの発生を抑制するために、画像形成動作以外で、感光体ドラムの表面にトナー層を形成して放電生成物が付着することを防止するようにした画像形成装置が知られている。例えば特許文献１には、クリーナレスシステムを採用した画像形成装置において、画像形成動作が休止状態に入ると、感光体ドラムを再び一回転させて感光体表面の全域に均一なトナー担持領域を形成し、感光体ドラムの駆動制御を行い、トナー担持領域をグリッド電極との対向位置で停止させる画像形成装置が開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２ー３１９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、放電電極とシールド電極とグリッド電極とを有する帯電器を備えた画像形成装置では、ファンを用いて放電生成物を吸引するようにした場合においても、画像形成時に感光体ドラムの回転により発生する気流や気中放電によるイオン風の影響を受けたり放電生成物がシールド電極やグリッド電極に付着したりして、放電生成物を吸引することが困難な場合があり、かかる場合には、感光体ドラム上での画像形成が行われていないとき、すなわち感光体ドラム上のトナー画像が転写体に転写されない非画像形成時に、像担持体の表面に放電生成物が付着して画像ボケを発生する畏れがある。
【００１２】
また、前記画像形成装置において、前記特許文献１に記載されるように感光体ドラムの表面にトナー層を形成して放電生成物が付着することを防止するようにした場合には、放電生成物が感光体ドラムの表面に付着することを防止することができるものの、かかる場合には、感光体ドラムの表面に均一なトナー付着領域を形成するので、トナー消費量が多くなってしまう場合がある。
【００１３】
そこで、この発明は、前記技術的課題に鑑みてなされたものであり、画像ボケの発生を抑制することができるとともにトナー消費量を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このため、本願発明に係る画像形成装置は、
回動可能に設けられた像担持体と、
前記像担持体に対向して設けられた放電電極と、前記放電電極を囲むように設けられ前記像担持体に対向する領域が開口したシールド電極と、前記シールド電極の開口側において前記像担持体と前記放電電極との間に配置されたグリッド電極とを有し、前記像担持体を一様に帯電させる帯電器と、
前記像担持体上に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、
前記像担持体にトナーを供給し、前記像担持体上の前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段と、を備えた画像形成装置において、
前記像担持体の非画像形成時に、前記像担持体の表面に、前記像担持体の回動方向において前記グリッド電極の幅に対応した幅を有し前記トナーが第１のトナー付着量付着される第１のトナー付着領域と、前記像担持体の回動方向において前記第１のトナー付着領域の両側に隣接し前記トナーが第２のトナー付着量付着される第２のトナー付着領域とを形成するトナー付着領域形成手段と、
前記像担持体の回動方向における前記第１のトナー付着領域の中心位置を前記像担持体の回動方向における前記グリッド電極の中心位置に対応させるように前記像担持体を回転させる像担持体回転制御手段と、を備え、
前記第２のトナー付着領域に付着される前記第２のトナー付着量が、前記第１のトナー付着領域に付着される前記第１のトナー付着量より少ない、ことを特徴とする。
【００１６】
更に、本願発明に係る画像形成装置の制御方法は、
回動可能に設けられた像担持体と、前記像担持体に対向して設けられた放電電極と、前記放電電極を囲むように設けられ前記像担持体に対向する領域が開口したシールド電極と、前記シールド電極の開口側において前記像担持体と前記放電電極との間に配置されたグリッド電極とを有し、前記像担持体を一様に帯電させる帯電器と、前記像担持体上に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体にトナーを供給し、前記像担持体上の前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段と、を備えた画像形成装置の制御方法において、
前記像担持体の非画像形成時に、前記像担持体の表面に、前記像担持体の回動方向において前記グリッド電極の幅に対応した幅を有し前記トナーが第１のトナー付着量付着される第１のトナー付着領域と、前記像担持体の回動方向において前記第１のトナー付着領域の両側に隣接し前記トナーが第２のトナー付着量付着される第２のトナー付着領域とを形成し、
前記第１のトナー付着領域及び前記第２のトナー付着領域が形成された後に、前記像担持体の回動方向における前記第１のトナー付着領域の中心位置を前記像担持体の回動方向における前記グリッド電極の中心位置に対応させるように前記像担持体を回転させ、
前記第２のトナー付着領域に付着される前記第２のトナー付着量を、前記第１のトナー付着領域に付着される前記第１のトナー付着量より少なくする、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本願発明によれば、像担持体の非画像形成時に、第１のトナー付着領域及び該第１のトナー付着領域に隣接する第２のトナー付着領域によって、放電により発生した放電生成物が像担持体に付着することを確実に防止することができ、第２のトナー付着領域に付着される第２のトナー付着量を第１のトナー付着領域に付着される第１のトナー付着量より少なくすることでトナー消費量を抑制することができ、画像ボケの発生を抑制することができるとともにトナー消費量を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。また、図２は、前記画像形成装置の要部を示す要部説明図であり、非画像形成時における画像形成装置の作動に関係する構成を示している。図１及び図２に示すように、前記画像形成装置１は、トナー画像を担持する像担持体としての感光体ドラム２を備えており、感光体ドラム２は、円筒状に形成され、該感光体ドラム２に連結された駆動モータ１９によって回動可能に設けられている。
【００２０】
画像形成装置１は、感光体ドラム２の周囲に、感光体ドラム２の図中反時計回り方向に沿って、感光体ドラム２の表面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電器２０、感光体ドラム２上に光を照射して静電潜像を形成する露光手段としての露光装置３、感光体ドラム２にトナー５を供給し感光体ドラム２上の静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段としての現像装置４、現像装置４によって形成された感光体ドラム２上のトナー画像を転写体としての用紙６に転写する転写手段としての転写ローラ７、及び、感光体ドラム２上のトナー画像が転写ローラ７によって用紙６に転写された後に感光体ドラム２上に残留するトナー５を除去するクリーニング手段としてのクリーニング部材８を備えている。
【００２１】
帯電器２０としては、スコロトロン帯電器が用いられ、この帯電器２０は、感光体ドラム２に対向して設けられた鋸歯状の放電電極２１と、放電電極２１を囲むように設けられ感光体ドラム２に対向する領域が開口した箱状のシールド電極２２と、シールド電極２２の開口側において放電電極２１と感光体ドラム２との間に配置されたグリッド状のグリッド電極２３とを有している。なお、放電電極２１を針状に形成したりワイヤ状に形成したりするようにしてもよい。
【００２２】
帯電器２０では、放電電極２１に高電圧を印加することにより放電電極２１にコロナ放電を発生させ、このコロナ放電により空気中に発生したイオンをグリッド電極に印加する電圧で制御することで、感光体ドラム２の外周面を一様に帯電させることができるように構成されている。
【００２３】
帯電器２０の後方側には、シールド電極２２に設けられた開口部（不図示）を通じてシールド電極２２内の空間と連通されるダクト１０と、このダクト１０内の空気、ひいてはシールド電極２２内の空気を吸引するためのファン１１とが設けられ、放電電極２１によるコロナ放電に伴って発生する放電生成物を吸引することができるようになっている。
【００２４】
露光装置３は、帯電器３によって一様に帯電された感光体ドラム２の外周面に、例えばパソコンなどの外部装置から入力される画像データに基づいて、選択的に光を照射して露光を行い、感光体ドラム２に所定の静電潜像を形成することができるように構成されている。
【００２５】
現像装置４は、トナー５を収容するハウジング９内に、感光体ドラム２に対向して回転可能に設けられる現像ローラ１２と、現像ローラ１２に向かってトナー５を搬送する３つの搬送ローラ１３とを備え、現像ローラ１２に電圧を印加する電圧印加装置２５によって現像ローラ１２に印加される電圧と感光体ドラム２の静電潜像の電位差とに基づいて、感光体ドラム２にトナー５を供給し、感光体ドラム２上の静電潜像を現像してトナー画像を形成するように構成されている。なお、トナー５として、負極性又は正極性に帯電されたトナーを用いることができるが、本実施形態では、負極性に帯電されたトナーを用いるものとする。
【００２６】
転写ローラ７は、該転写ローラ７に連結された駆動モータ（不図示）によって回転可能に設けられるとともに加圧部材（不図示）によって感光体ドラム２側に加圧されるように構成され、前記加圧部材によって感光体ドラム２側に加圧され、感光体ドラム２に圧接されるようになっている。
【００２７】
転写ローラ７は、画像形成装置１の下部に設けられた給紙カセット１４内に積載収容された転写体としての用紙６が給紙ローラ１５によって給紙されて感光体ドラム２と転写ローラ７との間を通過する際に、感光体ドラム２に形成されたトナー画像を用紙６に転写するように構成されている。
【００２８】
クリーニング部材８は、ブレード状又はブラシ状に形成され、感光体ドラム２に圧接されるように構成され、感光体ドラム２上のトナー画像が転写ローラ７によって用紙６に転写された後に、感光体ドラム２上に残留するトナー５を除去するようになっている。
【００２９】
画像形成装置１は、感光体ドラム２から用紙６に転写された未定着トナー画像を定着させる定着手段としての定着装置１６を備えており、この定着装置１６は、熱源（不図示）を有する定着ローラ１７と定着ローラ１７に圧接される加圧ローラ１８とを備え、定着ローラ１７と加圧ローラ１８との間に形成されるニップ部で挟持搬送される用紙６を加熱及び加圧することにより、用紙６上の未定着トナー画像を定着させるように構成されている。
【００３０】
さらに、画像形成装置１は、画像形成装置１に関係する構成を総合的に制御する制御装置３０を備えており、この制御装置３０は、感光体ドラム２、現像ローラ１２、転写ローラ７、給紙ローラ１５及び定着ローラ１７などの回転駆動、帯電器２０、露光装置３、現像装置４、転写ローラ７、定着装置１６などの作動を制御する。なお、制御装置３０は、例えばマイクロコンピュータを主要部として構成されている。
【００３１】
このようにして構成される画像形成装置１では、画像形成時には、感光体ドラム２が図中反時計回り方向に回転され、帯電器２０によって感光体ドラム２が一様に帯電された後に、露光装置３によって感光体ドラム２に所望の静電潜像が形成され、この静電潜像が形成された感光体ドラム２に現像装置４の現像ローラ１２からトナー５が供給されて静電潜像が現像され、静電潜像に対応したトナー画像が感光体ドラム２上に形成される。そして、感光体ドラム２上に形成されたトナー画像は、転写ローラ７によって用紙６に転写され、この用紙６に転写されたトナー画像が定着装置１６によって定着される一方、トナー画像が用紙６に転写された後に感光体ドラム２上に残留するトナー６が、クリーニング部材８によって掻き取られて回収される。
【００３２】
前述したように、画像形成装置１では、画像形成時に帯電器２０から発生する放電生成物がファン１１を用いて吸引されるように構成されているものの、感光体ドラム２の回転により発生する気流や気中放電によるイオン風の影響を受けたり放電生成物がシールド電極やグリッド電極に付着したりして、放電生成物を吸引することが困難な場合があり、かかる場合には、感光体ドラム２上での画像形成が行われていないとき、すなわち感光体ドラム２上のトナー画像が用紙６に転写されない非画像形成時に、感光体ドラム２の表面に放電生成物が付着して画像ボケを発生させる畏れがあるが、本実施形態では、非画像形成時に感光体ドラム２の表面に帯電器２０に対向する位置にトナーを付着したトナー付着領域を形成することで、感光体ドラム２の表面に放電生成物が付着することを確実に防止するとともに、トナー付着領域に付着されるトナー付着量を好適に設定することで、トナー消費量を抑制する。
【００３３】
次に、本実施形態に係る画像形成装置１について、図２〜図６を参照して詳細に説明する。
画像形成装置１では、感光体ドラム２の周囲に、帯電器２０、現像装置４、転写ローラ７及びクリーニング部材８が設けられ、画像形成時には、感光体ドラム２は、モータ１９によって図中反時計回り方向に回転駆動されるが、画像形成時の画像形成動作が終了すると、モータ１９によって画像形成時とは逆方向（図中時計回り方向）に回転駆動されるようになっている。
【００３４】
また、画像形成動作が終了した後に感光体ドラム２を逆方向に回転させる際には、電圧供給装置２５によって現像装置４、具体的には現像ローラ１２に電圧が印加され、現像ローラ１２に印加される電圧と感光体ドラム２の電位差に基づいて感光体ドラム２の表面にトナー５が供給され、感光体ドラム２の表面に感光体ドラム２の回転軸方向に延びトナー５が付着される帯状のトナー付着領域が形成されるようになっている。
【００３５】
図３は、非画像形成時に現像ローラに印加される電圧を示す図である。図３では、画像形成動作の終了時を基準として時間を横軸にとり、電圧を縦軸にとって表している。画像形成装置１では、画像形成動作が終了すると現像ローラ１２に電圧印加装置２５によって電圧Ｖａが印加される。本実施形態では、現像ローラ１２に印加される電圧Ｖａは、例えば、時間ｔ１〜ｔ２までは電圧−３００Ｖに設定され、時間ｔ２〜ｔ３までは電圧−４００Ｖに設定され、時間ｔ３〜ｔ４までは電圧−４００Ｖに設定され、時間ｔ１〜ｔ２までの時間と時間ｔ３〜ｔ４までの時間とが等しくなるように設定されるともに時間ｔ１〜ｔ２の間に印加される電圧と時間ｔ３〜ｔ４の間に印加される電圧とが等しくなるように設定されている。
【００３６】
一方、画像形成装置１では、画像形成動作が終了すると感光体ドラム２の外周面の電位が０Ｖに設定されるので、感光体ドラム２を逆回転させる際に現像装置４から感光体ドラム２の表面に負極性に帯電されたトナー５が供給され、感光体ドラム２の表面にトナー５が付着されるトナー付着領域Ｔ（図４参照）が形成される。
【００３７】
トナー付着領域Ｔは、その感光体ドラム２の回動方向における幅が、感光体ドラム２の回転速度と電圧Ｖａの印加時間とに基づいて設定され、そのトナー付着量が、感光体ドラム２の外周面の電位と現像ローラ１２に印加される電圧Ｖａとの電位差に基づいて、具体的には現像ローラ１２に印加する電圧Ｖａに基づいて設定される。
【００３８】
本実施形態では、トナー付着領域Ｔは、後述する図５に示すように、感光体ドラム２の表面に、感光体ドラム２の回動方向におけるグリッド電極２３の幅Ｌ１に対応した幅Ｌ１１を有する第１のトナー付着領域Ｔ１と、感光体ドラム２の回動方向における第１のトナー付着領域Ｔ１の両側に隣接し感光体ドラム２の回動方向におけるシールド電極２３の幅Ｌ２に対応した幅Ｌ１２を有する第２のトナー付着領域Ｔ２とを有するように形成され、第２のトナー付着領域Ｔ２に付着されるトナー付着量が、第１のトナー付着領域Ｔ１に付着されるトナー付着量より少なく設定される。
【００３９】
そして、画像形成装置１では、非画像形成時に、感光体ドラム２が画像形成時と逆の方向に回転され、感光体ドラム２の表面にトナー付着領域Ｔが形成されると、現像ローラ１２に印加する電圧が停止され、感光体ドラム２がさらに図中時計回り方向に回転させられ、トナー付着領域Ｔが帯電器２０に対向する位置まで移動される。
【００４０】
図４は、感光体ドラムの表面に形成されたトナー付着領域が移動される状態を示す図であり、図４の（ａ）は、感光体ドラム２の表面にトナー付着領域Ｔが形成された状態を示し、図４の（ｂ）は、トナー付着領域Ｔが、帯電器２０に対向する位置に移動された状態を示している。図４（ａ）に示すように、非画像形成時に感光体ドラム２を図中時計回りに回転させるとともに現像ローラ１２に電圧Ｖａを印加することで、感光体ドラム２の表面にトナー付着領域Ｔが形成され、このトナー付着領域Ｔは、感光体ドラム２の回転に伴ってさらに図中時計回り方向に移動され、図４（ｂ）に示すように、感光体ドラム２の回動方向における第１のトナー付着領域Ｔ１の中心位置Ｃ１が、帯電器２０のグリッド電極２３の中心位置Ｃ２に対応するまで移動されると、感光体ドラム２の回転が停止される。具合的には、感光体ドラム２の回動方向における第１のトナー付着領域Ｔ１の中心位置Ｃ１が、帯電器２０のグリッド電極２３の中心位置Ｃ２に一致するまで移動される。
【００４１】
図５は、図４のＡ部を拡大して示す拡大図である。図５に示すように、トナー付着領域Ｔは、現像ローラ１２に印加される電圧Ｖａに応じて、時間ｔ１からｔ２までに現像ローラ１２に印加される電圧Ｖａによって形成されるトナー付着領域Ｔ２ａ、時間ｔ２からｔ３までに現像ローラ１２に印加される電圧Ｖａによって形成されるトナー付着領域Ｔ１、及び、時間ｔ３からｔ４までに現像ローラ１２に印加される電圧Ｖａによって形成されるトナー付着領域Ｔ２ｂを有している。時間ｔ１〜ｔ２までの時間と時間ｔ３〜ｔ４までの時間とが等しく、時間ｔ１〜ｔ２の間に印加される電圧と時間ｔ３〜ｔ４の間に印加される電圧とが等しく設定されているので、トナー付着領域Ｔ２ａとＴ２ｂとは、感光体ドラム２の回動方向におけるトナー付着領域Ｔ２ａ及びＴ２ｂの幅及び付着されるトナー付着量が等しく形成されている。
【００４２】
また、図５に示すように、画像形成装置１では、トナー付着領域Ｔ１の中心位置Ｃ１と帯電器２０のシールド電極２３との中心位置Ｃ２とを対応させるように感光体ドラム２を移動することにより、感光体ドラム２の表面において放電生成物が付着しやすいグリッド電極２３に対向する位置に第１のトナー付着領域Ｔ１を位置付けてトナー付着量を多くし、グリッド電極２３に対向する位置の両側に隣接する位置に第２のトナー付着領域Ｔ２を位置付けてトナー付着量を少なくする。感光体ドラム２の回転方向においてトナー付着領域Ｔの幅は、シールド電極２３の幅と等しいことが好ましいが、シールド電極２３の幅より大きく形成するようにしてもよい。また、図５に示すように、シールド電極２３に、該シールド電極２３の側面から延び、プラスチック又は金属などの材料から形成される板状又はフィルム状のシール２４を設けるようにしてもよい。
【００４３】
本実施形態に係る画像形成装置１を用いて、第１及び第２のトナー付着領域Ｔ１、Ｔ２に付着されるトナー付着量と画像ボケの発生との関係について調べた。グリッド電極２３の幅Ｌ１が１８ｍｍ、シールド電極２２の幅Ｌ２が２４ｍｍの帯電器２０を備えた画像形成装置１において、第１のトナー付着領域Ｔ１の幅Ｌ１１をグリッド電極２３の幅Ｌ１と等しい幅で形成し、第２のトナー付着領域Ｔ２の幅Ｌ１２を、トナー付着領域Ｔがシールド電極２３の幅Ｌ２と等しい幅となるように幅［（Ｌ２―Ｌ１）／２］で形成し、この第１及び第２のトナー付着領域Ｔ１、Ｔ２について、トナー付着量と画像ボケの発生との関係について調べた。
【００４４】
本実施形態では、温度３０℃・湿度９５％の高温・高湿環境で、帯電器２０によって１時間又は２時間放電させた後に２４時間放置し、その後に６００ｄｐｉ解像度にてハーフトーン画像を出力して画像ボケの発生を評価した。画像ボケの発生の評価については、画像ボケの発生が無いレベルを○、画像ボケが少し発生するレベルを△、画像ボケが完全に発生するレベルを×として評価した。第１のトナー付着領域Ｔ１についての結果を下記表１に示し、第２のトナー付着領域Ｔ２についての結果を下記表２に示す。なお、感光体ドラム２として外径が６０ｍｍのものを用いた。
【００４５】
【表１】
0005130880.tif 000002
【００４６】
【表２】
0005130880.tif 000003
【００４７】
表１に示すように、第１のトナー付着領域Ｔ１では、放電時間が１時間である場合、第１のトナー付着領域Ｔ１に付着されるトナー付着量が０．０８ｍｇ／ｃｍ２以上であれば、第１のトナー付着領域Ｔ１において画像ボケの発生を防止することができ、放電時間が２時間である場合には、第１のトナー付着領域Ｔ１に付着されるトナー付着量が０．１０ｍｇ／ｃｍ２以上であれば、第１のトナー付着領域Ｔ１において画像ボケの発生を防止することができることが分かった。
【００４８】
また、表２に示すように、第２のトナー付着領域Ｔ２では、放電時間が１時間である場合、第２のトナー付着領域Ｔ２に付着されるトナー付着量が０．０４ｍｇ／ｃｍ２以上であれば、第２のトナー付着領域Ｔ２において画像ボケの発生を防止することができ、放電時間が２時間である場合には、第２のトナー付着領域Ｔ２に付着されるトナー付着量が０．０６ｍｇ／ｃｍ２以上であれば、第２のトナー付着領域Ｔ２において画像ボケの発生を防止することができることが分かった。
【００４９】
これらの結果から、放電時間が１時間又は２時間の何れの場合においても、画像ボケの発生を防止するために第２のトナー付着領域Ｔ２に付着されるトナー付着量は、画像ボケの発生を防止するために第１のトナー付着領域Ｔ１に付着されるトナー付着領域に比してトナー付着量が少ないことが分かった。これにより、第２のトナー付着領域Ｔ２に付着されるトナー付着量を、第１のトナー付着領域Ｔ１に付着されるトナー付着量より少なくすることで、画像ボケの発生を抑制しつつトナー消費量を抑制することができることが分かった。
【００５０】
また、第１及び第２のトナー付着領域Ｔ１、Ｔ２ではそれぞれ、トナー付着量を少なくするほど画像ボケが発生しやすくトナー付着量を多くするほど画像ボケの発生を防止することができ、放電時間が１時間である場合には、放電時間が２時間である場合に比して、画像ボケの発生を防止するためのトナー付着量を少なくできることが分かった。これにより、帯電器２０の放電時間に応じてトナー付着量を可変させることで、画像ボケの発生を抑制しつつトナー消費量をさらに抑制することができることが分かった。
【００５１】
前記画像形成装置１では、図示されていないが、放電時間を積算するタイマと、例えばＲＯＭなどの記憶部とが制御装置３０に接続して設けられ、前記記憶部には、放電時間と現像ローラ１２に印加する電圧Ｖａとの関係を示すテーブル又は関係式が記憶されている。画像形成装置１では、制御装置３０によって、前記タイマからの入力信号による放電時間と前記記憶部の前記テーブル又は関係式とから現像ローラ１２に印加する電圧Ｖａが設定され、放電時間に応じて、第１及び第２のトナー付着領域Ｔ１、Ｔ２に付着されるトナー付着量を可変するように構成されている。
【００５２】
このように、第１及び第２のトナー付着領域Ｔ１、Ｔ２に付着させるトナー付着量を、放電時間に応じて可変させることで、画像ボケの発生を抑制しつつトナー消費量をさらに抑制することができるが、温度、湿度及び／又は放電時間に基づいて、すなわち、温度、湿度、放電時間、温度と湿度、温度と放電時間、湿度と放電時間、あるいは、温度と湿度と放電時間に基づいて、第１及び第２のトナー付着領域Ｔ１、Ｔ２にそれぞれ付着されるトナー付着量を可変させるようにしてもよい。
【００５３】
本実施形態では、高温環境として温度３０℃で評価しているが、温度が高いほど画像ボケが発生しやすく温度が低いほど画像ボケが発生しにくいので、温度に応じて画像ボケの発生を抑制するトナー付着量を好適に設定することで、画像ボケの発生を抑制しつつトナー消費量をさらに低減することができ、また、高湿環境についても、湿度９０％で評価しているが、湿度が高いほど画像ボケが発生しやすく湿度が低いほど画像ボケが発生しにくいので、湿度に応じて画像ボケの発生を抑制するトナー付着量を好適に設定することで、画像ボケの発生を抑制しつつトナー消費量をさらに低減することができる。
【００５４】
画像形成装置１に、温度を計測する温度センサ、湿度を計測する湿度センサ、及び／又は、放電時間を積算するタイマと、温度、湿度及び／又は放電時間と現像ローラ１２に印加する電圧Ｖａとの関係を示すテーブル又は関係式を記憶させた記憶部とを制御装置３０に接続して設け、制御装置３０によって、温度、湿度及び／又は放電時間に基づいて、具体的には、温度センサ、湿度センサ及び／又はタイマからの入力信号による温度、湿度及び／又は放電時間と前記記憶部の前記テーブル又は関係式とから現像ローラ１２に印加する電圧Ｖａが設定され、温度、湿度及び／又は放電時間に応じて、第１及び第２のトナー付着領域Ｔ１、Ｔ２に付着されるトナー付着量を可変させるようにすることも可能である。
【００５５】
このように、前記第１のトナー付着量と前記第２のトナー付着量とが、温度、湿度及び／又は前記帯電器の放電時間に基づいて可変されることにより、画像ボケの発生を抑制しつつトナー消費量をさらに抑制することができる。
【００５６】
図６は、本実施形態に係る画像形成装置１の制御フローチャートを示している。図６に示すように、画像形成装置１では、先ず、画像形成時の画像形成動作が終了すると（ステップ＃１）、感光体ドラム２が逆回転駆動される（ステップ＃２）。すなわち、感光体ドラム２は、画像形成時の回転方向と逆方向に回転駆動される。
【００５７】
そして、感光体ドラム２を画像形成時と逆方向に回転させながら、現像装置４に、例えば、図３に示すように所定の電圧Ｖａを印加することにより、感光体ドラム２の表面に、第１のトナー付着領域Ｔ１及び該第１のトナー付着領域Ｔ１の両側に隣接する第２のトナー付着領域Ｔ２が形成される（ステップ＃３）。
【００５８】
感光体ドラム２の表面に、第１のトナー付着領域Ｔ１及び第２のトナー付着領域Ｔ２が形成されると、感光体ドラム２をさらに回転させ、感光体ドラム２の回転方向における第１のトナー付着領域Ｔ１の中心位置Ｃ１が帯電器２０のグリッド電極２２の中心位置Ｃ２に一致すると、感光体ドラム２の回転が停止される（ステップ＃４）。
【００５９】
なお、本実施形態では、現像装置４と電圧供給装置２５とによって、非画像形成時に、感光体ドラム２の表面に、感光体ドラム２の回動方向におけるグリッド電極２３の幅に対応した幅を有しトナー５が第１のトナー付着量付着される第１のトナー付着領域Ｔ１と、感光体ドラム２の回動方向における第１のトナー付着領域Ｔ１の両側に隣接し前記トナーが第２のトナー付着量付着される第２のトナー付着領域とを形成するトナー付着領域形成手段が構成され、モータ１９と制御装置３０とによって、感光体ドラム２の回動方向における第１のトナー付着領域Ｔ１の中心位置Ｃ１を感光体ドラム２の回動方向におけるグリッド電極２３の中心位置Ｃ２に対応させるように感光体ドラム２を回転させる像担持体回転制御手段が構成されている。
【００６０】
このように、本実施形態に係る画像形成装置１では、非画像形成時に、第１のトナー付着領域Ｔ１及び該第１のトナー付着領域Ｔ１に隣接する第２のトナー付着領域Ｔ２を形成し、放電により発生した放電生成物が感光体ドラム２に付着することを確実に防止することができるとともに、第１のトナー付着領域Ｔ１に付着されるトナー付着量と第２のトナー付着領域Ｔ２に付着されるトナー付着量とを可変させることでき、画像ボケの発生を抑制することができるとともにトナー消費量を抑制することができる。
【００６１】
また、第２のトナー付着領域に付着されるトナー付着量を第１のトナー付着領域に付着されるトナー付着量より少なくすることで、トナー消費量を抑制することができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００６２】
さらに、感光体ドラム２の回動方向における第１のトナー付着領域Ｔ１の中心位置Ｃ１を感光体ドラム２の回動方向におけるグリッド電極２３の中心位置Ｃ２に対応させるように感光体ドラム２を回転させる際に、感光体ドラム２を画像形成時と逆方向に回転させることで、クリーニング部材８を備えた画像形成装置において、トナー付着領域Ｔ１、Ｔ２が、クリーニング部材８との対向面を通過することなく、帯電器２０に対向する感光体ドラム２の表面をトナー付着領域Ｔで覆うことができる。
【００６３】
画像形成装置１では、クリーニング部材８が備えられているが、クリーニング部材８を備えていないクリーナーレスの画像形成装置においても、非画像形成時に、第１のトナー付着領域Ｔ１及び該第１のトナー付着領域Ｔ１に隣接する第２のトナー付着領域Ｔ２を形成して、第１及び第２のトナー付着領域をグリッド電極に対向する位置に移動させることで、画像ボケの発生を抑制することができるとともにトナー消費量を抑制することができる。クリーナーレスの画像形成装置では、感光体ドラムを画像形成時と同じ方向に回転させつつ、感光体ドラムに印加する電圧を制御して、感光体ドラム２の表面に第１のトナー付着領域及び第２のトナー付着領域を形成し、第１及び第２のトナー付着領域をグリッド電極に対向する位置に移動させるようにすることも可能である。
【００６４】
本実施形態では、現像ローラ１２に印加する電圧Ｖａを可変させることによって第１及び第２のトナー付着領域Ｔ１、Ｔ２のトナー付着量を可変させているが、帯電器２０によって感光体ドラム２の表面を一様に帯電させた後に、露光装置３によって潜像電位を可変させることにより、第１及び第２のトナー付着領域Ｔ１、Ｔ２に付着されるトナー付着量を可変させるようにしてもよい。また、帯電器２０の放電時間に代えて、画像形成装置１によって印刷される用紙６の所定枚数毎にトナー付着量を可変させるようにすることも可能である。
【００６５】
以上のように、本願発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、前記実施形態ではモノクロ画像を形成する画像形成装置について説明したが、本願発明は、モノクロ画像やカラー画像を形成する、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等のその他の画像形成装置に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】前記画像形成装置の要部を示す要部説明図である。
【図３】非画像形成時に現像ローラに印加される電圧を示す図である。
【図４】感光体ドラムの表面に形成されたトナー付着領域が移動される状態を示す図である。
【図５】図４のＡ部を拡大して示す拡大図である。
【図６】本実施形態に係る画像形成装置の制御フローチャートである。
【図７】画像ボケを有するハーフトーン画像を示す図である。
【図８】放電生成物を吸引するためのファンを備えた帯電器を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  画像形成装置
２  感光体ドラム
３  露光装置
４  現像装置
５  トナー
６  用紙
７  転写ローラ
８  クリーニング部材
１９  モータ
２０  帯電器
２１  放電電極
２２  シールド電極
２３  グリッド電極
３０  制御装置
Ｔ１  第１のトナー付着領域
Ｔ２  第２のトナー付着領域
【図１】
0005130880.tif 000004
【図２】
0005130880.tif 000005
【図３】
0005130880.tif 000006
【図４】
0005130880.tif 000007
【図５】
0005130880.tif 000008
【図６】
0005130880.tif 000009
【図８】
0005130880.tif 000010
【図７】
0005130880.tif 000011